化学乙醇与乙酸的专项培优 易错 难题练习题
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化学乙醇与乙酸的专项培优易错难题练习题
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是:________________________。
(2)饱和碳酸钠溶液的主要作用是__________________________________________。
(3)通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是_____。
(4)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是_________________。
(5)做此实验时,有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片,其目的是_______。
(6)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。
下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号)________。
①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸
③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
【答案】催化作用和吸水作用吸收随乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到防止倒吸分液防止暴沸②④⑤
【解析】
【分析】
(1)浓硫酸具有脱水性、吸水性及强氧化性;
(2)饱和碳酸钠溶液与乙酸反应除去乙酸、同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;(3)挥发出来的乙酸和乙醇易溶于饱和碳酸钠溶液,导管伸入液面下可能发生倒吸;(4)乙酸乙酯不溶于水;
(5)根据可逆反应平衡状态标志的判断依据进行分析。
【详解】
(1)乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂加热条件下生成乙酸乙酯,由于反应为可逆反应,同时浓硫酸吸水有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,
故答案为:催化作用和吸水作用;
(2)制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,主要是利用了乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠,乙醇与水混溶,乙酸能被碳酸钠吸收,易于除去杂质,
故答案为:吸收随乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到;
(3)导管若插入溶液中,反应过程中可能发生倒吸现象,所以导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,目的是防止倒吸,故答案为:防止倒吸;
(4)乙酸乙酯不溶于水,则要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是分液,故答案为:分液;
(5)①单位时间内生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水,都表示正反应速率,不能说
明到达平衡状态,故①错误;
②单位时间内生成1mol 乙酸乙酯,同时生成1mol 乙酸,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故②正确;
③单位时间内消耗1mol 乙醇,同时消耗1mol 乙酸,都表示正反应速率,不能说明到达平衡状态,故③错误;
④正反应的速率与逆反应的速率相等,各组分的密度不再变化,达到了平衡状态,故④正确;
⑤混合物中各物质的浓度浓度不再变化,各组分的密度不再变化,达到了平衡状态,故⑤正确;
故答案为:②④⑤。
2.2014年中国十大科技成果之一是:我国科学家成功实现甲烷在催化剂及无氧条件下,一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品,为天然气化工开发了一条革命性技术。
以甲烷为原料合成部分化工产品流程如下(部分反应条件已略去):
(1)乙酸分子中所含官能团名称为_________________。
(2)聚苯乙烯的结构简式为__________________。
(3)图中9步反应中只有两步属于取代反应,它们是____(填序号)。
(4)写出下列反应的化学方程式(注明反应条件):
反应③为________________;
反应⑤为________________。
【答案】羧基 ⑤⑥ 2CH 3CH 2OH + O 2Cu
Δ−−→2CH 3CHO + 2H 2O CH 3COOH + CH 3CH 2OH 垐垐垐垎噲垐垐垐浓硫酸ΔCH 3COOC 2H 5+H 2O
【解析】
【分析】
乙烯和苯发生加成反应生成乙苯,和水发生加成反应生成乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛,乙醛发生氧化反应生成乙酸,乙酸和乙醇发生取代反应或酯化反应生成乙酸乙酯;乙苯发生消去反应生成苯乙烯,苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯;溴和苯发生取代反应生成溴苯;据此解答。
【详解】
(1)乙酸分子中所含官能团为−
COOH ,官能团名称是羧基; (2)聚苯乙烯结构简式为;
(3)根据以上分析知,属于取代反应的是⑤⑥;
(4)反应③为乙醇的催化氧化反应,反应方程式为2CH 3CH 2OH +O 2Cu
Δ
−−→2CH 3CHO +2H 2O ;反应⑤为乙酸和乙醇的酯化反应或取代反应,反应方程式为
CH 3COOH +CH 3CH 2OH 垐垐垐垎噲垐垐垐浓硫酸ΔCH 3COOC 2H 5+H 2O 。
【点睛】
本题关键是根据反应前后结构简式的变化确定反应类型,进而判断相应的化学方程式。
3.乙烯是来自石油的重要有机化工原料。
结合路线回答:
已知:2CH 3CHO+O 2→2CH 3COOH
(1)D 是高分子,用来制造包装材料,则反应V 类型是____。
产物CH 2=CHCOOH 也能发生相同类型的化学反应,其化学方程式为:____
(2)E 有香味,实验室用A 和C 反应来制取E
①反应IV 的化学方程式是____。
②实验室制取E 时在试管里加入试剂的顺序是____(填以下字母序号)。
a .先浓硫酸再A 后C
b .先浓硫酸再C 后A
c .先A 再浓硫酸后C
③实验结束之后,振荡收集有E 的试管,有无色气泡产生其主要原因是(用化学方程式表示)____
(3)产物CH 2=CH-COOH 中官能团的名称为____
(4)①A 是乙醇,与A 相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是:____、____。
②为了研究乙醇的化学性质,利用如图装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,其中C 装置的试管中盛有无水乙醇。
(加热、固定和夹持装置已略去)
(1)装置A 圆底烧瓶内的固体物质是____,C 装置的实验条件是____。
(2)实验时D 处装有铜粉,点燃D 处的酒精灯后,D 中发生的主要反应的化学方程式为____
【答案】加聚反应 nCH 2=CHCOOH→
3252325ΔCH COOH+C H OH H O+CH COOC H ƒ浓硫酸
C
233322Na CO +2CH COOH 2CH COONa+H O+CO ↑═ 碳碳双键、羧基 CH 3-O-CH 3 HCOOH 二氧化锰或MnO 2 热水浴 22523ΔO +2C H OH 2H O+2CH CHO →Cu
【解析】
【分析】
由流程知,A 为乙醇、B 为乙醛、C 为乙酸、D 为聚乙烯、E 为乙酸乙酯,据此回答;
【详解】
(1)D 是聚乙烯,是一种高分子化合物,则反应V 类型是加聚反应,CH 2=CHCOOH 也能发生相同类型的化学反应,即因其含有碳碳双键而发生加聚反应,其化学方程式为:nCH 2=CHCOOH→;
答案为:加聚反应;nCH 2=CHCOOH→
; (2①反应IV 为乙酸和乙醇在一定条件下发生酯化反应,则化学方程式是
3252325ΔCH COOH+C H OH H O+CH COOC H ƒ浓硫酸
;
答案为:3252325ΔCH COOH+C H OH H O+CH COOC H ƒ浓硫酸
;
②实验室制取乙酸乙酯时,试剂的添加顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸,故选C ; 答案为:C ;
③实验结束之后,用饱和碳酸钠收集到的乙酸乙酯内混有乙酸、乙醇,振荡后,有无色气泡产生的主要原因是乙酸和碳酸钠反应产生了二氧化碳气体,化学方程式为:
233322Na CO +2CH COOH 2CH COONa+H O+CO ↑═;
答案为:233322Na CO +2CH COOH 2CH COONa+H O+CO ↑═;
(3)产物CH 2=CH-COOH 中官能团的名称为碳碳双键、羧基;
答案为:碳碳双键、羧基;
(4)①A 是乙醇,与A 相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是二甲醚、甲酸,则其结构简式为:CH 3-O-CH 3;HCOOH ;
答案为:CH 3-O-CH 3;HCOOH ;
②利用如图装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,则其中A 装置用于产生氧气,从C 装置的试管中盛有无水乙醇,在D 装置中乙醇蒸汽和氧气的混合气在D 中发生催化氧化反应;则
(1)装置A 圆底烧瓶内的固体物质是二氧化锰,C 装置的实验条件是水浴加热,便于能控制温度便于乙醇持续地挥发;
答案为:二氧化锰或MnO 2;热水浴;
(2)实验时D 处装有铜粉,点燃D 处的酒精灯后,D 中发生的主要反应为乙醇的催化氧化,则化学方程式为:22523ΔO +2C H OH 2H O+2CH CHO →Cu
; 答案为: 22523ΔO +2C H OH 2H O+2CH CHO →Cu。
4.工业中很多重要的化工原料都来源于石油化工,如图中的苯、丙烯、有机物A 等,其中A 的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
请回答下列问题:
(1)A 的结构简式为________________,丙烯酸中官能团的名称为
__________________________________________
(2)写出下列反应的反应类型①___________________,②________________________
(3)下列说法正确的是(________)
A . 硝基苯中混有浓HNO 3和H 2SO 4,将其倒入到NaOH 溶液中,静置,分液
B . 除去乙酸乙酯中的乙酸,加NaOH 溶液、分液
C . 聚丙烯酸能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
D . 有机物C 与丙烯酸属于同系物
(4)写出下列反应方程式:
③B →CH 3CHO _________________________________________
④丙烯酸 + B →丙烯酸乙酯_____________________
【答案】CH 2=CH 2 碳碳双键、羧基 硝化反应或取代反应 加成反应 A
2CH 3CH 2OH+O 2
2CH 3CHO+2H 2O CH 2=CHCOOH + CH 3CH 2OH
CH 2=CHCOOCH 2CH 3+ H 2O
【解析】
【分析】
由B 和C 合成乙酸乙酯,C 为乙酸,则B 为乙醇,被氧化为乙醛,A 与水反应生成乙醇,则A 为乙烯。
结合有机物的结构特点及反应类型进行判断分析。
【详解】
(1)A为乙烯,其结构简式为CH2=CH2,丙烯酸中官能团的名称为碳碳双键、羧基;
(2)反应①是苯在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯和水,反应类型为硝化反应或取代反应;
反应②是乙烯的水化催化生成乙醇,反应类型为加成反应;
(3) A.浓HNO3和H2SO4与NaOH溶液反应,形成水层,硝基苯为有机层,静置,分液,选项A正确;
B.乙酸乙酯与氢氧化钠能反应,除去乙酸乙酯中的乙酸,应该用饱和碳酸钠溶液,选项B 错误;
C.聚丙烯酸中没有双键结构,故不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项C错误;
D.有机物C是乙酸,是饱和酸,丙烯酸是不饱和酸,两者不可能是同系物,选项D错误。
答案选A;
(4)反应③B→CH3CHO是乙醇催化氧化生成乙醛,反应的化学方程式为
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
反应④丙烯酸 + B →丙烯酸乙酯+ H2O的反应方程式为CH2=CHCOOH +
CH3CH2OH CH2=CHCOOCH2CH3+ H2O。
5.常见有机物A~D有下图转化关系(部分反应条件和部分产物已略去)。
已知A是一种酯,其分子式为C4H8O2,B是食醋的主要成分。
请回答下列问题:
(1)写出C和D含有的官能团名称___________、_____________;
(2)写出B和D的结构简式___________、_____________;
(3)写出B和C生成A的化学方程式___________________________________。
【答案】羟基醛基 CH3COOH CH3CHO
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
【解析】
【分析】
A是一种酯,其分子式为C4H8O2,B是食醋的主要成分,则B为乙酸,C为乙醇,乙酸和乙醇发生酯化反应生成A,A为乙酸乙酯;C氧化生成D,D氧化生成B,乙醇D为乙醛,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析,A为乙酸乙酯,B为乙酸,C为乙醇,D为乙醛;
(1) C为乙醇,D为乙醛,含有的官能团分别为羟基和醛基,故答案为:羟基;醛基;
(2) B 为乙酸,D 为乙醛,结构简式分别为CH 3COOH 、CH 3CHO ,故答案为:CH 3COOH ;CH 3CHO ;
(3)乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为
CH 3COOH+CH 3CH 2OH
CH 3COOCH 2CH 3+H 2O ,故答案为:CH 3COOH+CH 3CH 2OH
CH 3COOCH 2CH 3+H 2O 。
【点睛】
正确判断各物质的名称和结构是解题的关键。
本题的突破口为“B 是食醋的主要成分”和“A 是一种酯,其分子式为C 4H 8O 2”,本题的易错点为(3),要注意乙酸乙酯结构简式的书写。
6.A 是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,并能进行如图所示的多种反应。
(1)写出A 的结构简式:______________________,其官能团名称为__________。
(2)下列反应的化学方程式:
反应①:____________________________________________;
反应③:___________________________________________;
【答案】C 2H 5OH 羟基 2CH 3CH 2OH +2Na→2CH 3CH 2ONa +H 2↑ CH 3COOH +CH 3CH 2OH Δ
垐垐?噲垐?浓硫酸CH 3COOCH 2CH 3+H 2O 【解析】
【分析】
A 是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,能与红热的铜丝反应得到D ,能与Na 反应,能与乙酸反应,A 含有羟基,故A 为C 2H 5OH ,则C 为CH 3COOCH 2CH 3,D 为CH 3CHO ,C 2H 5OH 燃烧生成二氧化碳与水,C 2H 5OH 与Na 反应生成CH 3CH 2ONa 与氢气,据此解答。
【详解】
A 是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,能与红热的铜丝反应得到D ,能与Na 反应,能与乙酸反应,A 含有羟基,故A 为C 2H 5OH ,则C 为CH 3COOCH 2CH 3,D 为CH 3CHO ,C 2H 5OH 燃烧生成二氧化碳与水,C 2H 5OH 与Na 反应生成CH 3CH 2ONa 与氢气;
(1)A 是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,乙醇催化氧化生成乙醛,由上述分析可以知道,A 为乙醇,结构简式为:C 2H 5OH ;官能团为羟基; 故答案是:C 2H 5OH ;羟基;
(2)乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气,反应方程式:2CH 3CH 2OH +2Na→2CH 3CH 2ONa +H 2↑;乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式为:
CH 3COOH +CH 3CH 2OH Δ
垐垐?噲垐?浓硫酸CH 3COOCH 2CH 3+H 2O ; 答案是:CH 3COOH +CH 3CH 2OH Δ
垐垐?噲垐?浓硫酸CH 3COOCH 2CH 3+H 2O 。
【点睛】
铜丝在氧气中加热生成氧化铜,趁热插入到乙醇溶液中,发生氧化反应生成乙醛,方程式为:2Cu+O 2Δ2CuO ,CuO+CH 3CH 2OH→CH 3CHO+Cu+H 2O ;两个反应合二为一,可得2CH 3CH 2OH+O 2→2CH 3CHO+2H 2O,铜做催化剂。
7.已知A 、B 、C 、D 均为烃的衍生物,它们之间的转化关系如下图所示:
A 俗称酒精;
B 是甲醛的同系物;
C 的分子式为C 2H 4O 2。
完成下列填空:
(1)A 的结构简式为_________________;C 的结构简式为_________________。
(2)下列能用来检验B 的试剂为________________。
(双选)
a.新制Cu(OH)2
b.银氨溶液
c.紫色石蕊试液
(3)D 的名称为_______________;A 与C 反应生成D 的反应类型为_______________。
(4)D 与CH 3CH 2CH 2COOH 互为_______________。
a.同系物
b.同分异构体
c.同素异形体
【答案】CH 3CH 2OH CH 3COOH a b 乙酸乙酯 取代反应 b
【解析】
【分析】
B 是甲醛的同系物,根据A 为乙醇,氧化推出B 为乙醛,乙醛又被氧化变为乙酸,
C 为乙酸,乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。
【详解】
⑴A 俗名酒精,其结构简式为CH 3CH 2OH ,故答案为CH 3CH 2OH ,C 为乙酸,其结构简式为CH 3COOH ,故答案为CH 3COOH ;
⑵B 为乙醛,检验乙醛的试剂是银氨溶液和新制氢氧化铜,故答案为a 、b
⑶D 是乙醇和乙酸发生酯化反应生成的乙酸乙酯,故答案为乙酸乙酯;A 与C 反应生成D 的反应类型为取代反应(酯化反应),故答案为取代反应(酯化反应)。
⑷D 为乙酸乙酯CH 3COOCH 2CH 3,与CH 3CH 2CH 2COOH 分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,故答案为b 。
8.“张-烯炔环异构反应”被《Name Reactions 》收录。
该反应可高效构筑五元环化合物:
(R、R‘、R“表示氢、烷基或芳基)
合成五元环有机化合物J的路线如下:
已知:
(1)A属于炔烃,其结构简式是______________________。
(2)B由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是30。
B的结构简式是___________(3)C、D含有与B相同的官能团,C是芳香族化合物,E中含有的官能团是___________(4)F与试剂a反应生成G的化学方程式是___________;试剂b是_______________。
(5)M和N均为不饱和醇。
M的结构简式是___________
(6)N为顺式结构,写出N和H生成I(顺式结构)的化学方程式:_______________。
【答案】CH C—CH 3 HCHO 碳碳双键、醛基
NaOH醇溶液 CH 3-C C-CH2OH
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据有机物类别和分子式即可写出A的结构简式为CH≡C-CH3
(2)B的相对分子质量为30, B中含有C、H、O三种元素,故应为甲醛,其结构简式为HCHO。
(3)根据题意,结合信息容易就判断出E中含有的官能团为碳碳双键和醛基。
(4)根据题意和F的分子式可知F的结构简式为;根据N和 H
的反应类型推知H为,所以很容易推知F→H为官能团的转化,思路
应该为先加成后消去。
故F→G的化学方程式为:
;试剂b是氢氧化钠醇溶液。
(5)根据题意可知A、B加成为醛基加成,故M的结构简式为: CH 3-C C-CH2OH
(6)根据题意和J的结构简式很容易写出N和H生成I的化学方程式:。
9.已知烃D在标准状况下的密度为1.25g·L-1,C、H都是具有浓郁香味、不易溶于水的油状液体。
相关物质转化关系如下(转化条件都已省略):
请回答:
(1)B中官能团的名称是____。
(2)C4H10→D的反应条件是____。
(3)E+G→F的化学方程式____。
(4)下列说法正确的是____。
A.C、H属于同一种物质
B.可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别B、E和G
C.有机物A、G在一定条件下反应所得产物是B的同分异构体
D.一定条件下A转化成G,B转化成E,都属于氧化反应
【答案】羧基高温 CH3CH2OH+HCOOH HCOOCH2CH3+H2O BC
【解析】
【分析】
D在标准状况下的密度为1.25g•L-1,标况下其摩尔质量=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,则D 为CH2=CH2,D和水发生加成反应生成E为CH3CH2OH,E、G发生酯化反应生成H为HCOOCH2CH3,CO和氢气反应生成A,C、H都是具有浓郁香味、不易溶于水的油状液体,为酯,则B为羧酸、A为醇,根据C原子个数知,A为CH3OH,B为CH3COOH,C为
CH3COOCH3,结合题目分析解答。
【详解】
D在标准状况下的密度为1.25g•L-1,标况下其摩尔质量=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,则D
为CH 2=CH 2,D 和水发生加成反应生成E 为CH 3CH 2OH ,E 、G 发生酯化反应生成H 为HCOOCH 2CH 3,CO 和氢气反应生成A ,C 、H 都是具有浓郁香味、不易溶于水的油状液体,为酯,则B 为羧酸、A 为醇,根据C 原子个数知,A 为CH 3OH ,B 为CH 3COOH ,C 为CH 3COOCH 3;
(1)B 为CH 3COOH ,B 中官能团的名称是羧基;
(2)C 4H 10→D 的反应为烷烃的裂解反应,该反应条件是高温;
(3)E 是CH 3CH 2OH ,G 是HCOOH ,E+G→F 的化学方程式CH 3CH 2OH+HCOOH
HCOOCH 2CH 3+H 2O ;
(4)A .C 是乙酸甲酯、H 是甲酸乙酯,所以C 、H 不属于同一种物质,是同分异构体,故错误;
B .B 为乙酸、E 为乙醇、G 为甲酸,乙酸和新制氢氧化铜悬浊液发生中和反应得到澄清溶液、E 和新制氢氧化铜悬浊液互溶、G 和新制氢氧化铜悬浊液在加热条件下发生反应生成砖红色沉淀,现象不同,所以可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别B 、E 和G ,故正确;
C .A 为甲醇、G 为甲酸,则A 、G 在一定条件下得到的产物是甲酸甲酯,B 是乙酸,二者分子式相同而结构不同,所以有机物A 、G 在一定条件下反应所得产物是B 的同分异构体,故正确;
D .A 为甲醇、G 为甲酸、B 是乙酸、
E 是乙醇,A 转化为G 为氧化反应,B 转化为E 为还原反应,故错误;
故答案为BC 。
【点睛】
能准确根据反应条件推断反应原理是解题关键,常见反应条件与发生的反应原理类型:①在NaOH 的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应;②在NaOH 的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应;③在浓H 2SO 4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等;④能与溴水或溴的CCl 4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应;⑤能与H 2在Ni 作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮的加成反应或还原反应;⑥在O 2、Cu(或Ag)、加热(或CuO 、加热)条件下,发生醇的氧化反应;⑦与O 2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是—CHO 的氧化反应。
(如果连续两次出现O 2,则为醇→醛→羧酸的过程)。
10.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH 3CH 2OH 24H SO 170−−−−→浓
℃CH 2=CH 2,CH 2=CH 2+Br 2→BrCH 2CH 2Br 用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
回答下列问题:
(1)在装置c 中应加入_______(选填序号),其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
①水 ②浓硫酸 ③氢氧化钠溶液 ④饱和碳酸氢钠溶液
(2)判断d 管中制备1,2-二溴乙烷反应已结束的最简单方法是_________。
(3)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在水的________(填“上”或“下”)层。
(4)若产物中有少量未反应的Br 2,最好用_______(填正确选项前的序号)洗涤除去。
①水 ②氢氧化钠溶液 ③碘化钠溶液 ④乙醇
(5)以1,2-二溴乙烷为原料,制备聚氯乙烯,为了提高原料利用率,有同学设计了如下流程:1,2-二溴乙烷通过(①)反应制得(②),②通过(③)反应制得氯乙烯,由氯乙烯制得聚氯乙烯。
①__________________(填反应类型)
②__________________(填该物质的电子式)
③__________________(填反应类型)
写出第一步的化学方程式________________________________。
【答案】③ 溴的颜色完全褪去 下 ② 消去反应
加成反应 BrCH 2CH 2Br+2NaOH −−−→乙醇加热
CH ≡CH ↑+2NaBr+2H 2O 【解析】
【分析】
实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理为:乙醇发生消去反应生成乙烯:
CH 3CH 2OH 24H SO 170−−−−→浓
℃CH 2=CH 2,然后乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷:CH 2=CH 2+Br 2→BrCH 2CH 2Br ;产物中混有的溴单质可以用氢氧化钠溶液除去,
(1)气体为二氧化硫、二氧化碳,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应;
(2)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色;
(3)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大;
(4)常温下下Br 2和氢氧化钠发生反应,可以除去混有的溴;
(5)以1,2-二溴乙烷为原料,制备聚氯乙烯,可以先用1,2-二溴乙烷通过消去反应制得乙炔,然后通过乙炔与氯化氢的加成反应制得氯乙烯,最后由氯乙烯通过加聚反应制得聚氯乙烯,据此进行解答。
(1)浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应而被吸收,所以③正确;
(2)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色,D 中溴颜色完全褪去说明反应已经结束;
(3)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,有机层在下层;
(4)①溴更易溶液1,2-二溴乙烷,用水无法除去溴,故①错误;
②常温下Br 2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br 2═NaBr+NaBrO+H 2O ,再分液除去,故②正确;
③NaI 与溴反应生成碘,碘与1,2-二溴乙烷互溶,不能分离,故③错误;
④酒精与1,2-二溴乙烷互溶,不能除去混有的溴,故④错误;
答案选②;
(5)以1,2-二溴乙烷为原料,制备聚氯乙烯,可以先用1,2-二溴乙烷通过消去反应制得乙炔,然后通过乙炔与氯化氢的加成反应制得氯乙烯,最后由氯乙烯通过加聚反应制得聚氯乙烯,
反应①为1,2-二溴乙烷通过消去反应反应制得乙炔, ②乙炔为共价化合物,分子中含有碳碳三键,乙炔的电子式为:
;
③为乙炔与氯化氢的加成反应制得氯乙烯;
第一步反应为1,2-二溴乙烷通过消去反应反应制得乙炔,反应方程式为:
BrCH 2CH 2Br+2NaOH −−−→乙醇加热CH ≡CH ↑+NaBr+2H 2O 。
11.实验是化学的基础。
某实验小组用下列装置进行乙醇的催化氧化实验。
(1)实验过程中铜网交替出现红色和黑色,请写出相应的化学方程式:
①____________;②______________。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。
甲的作用是加热使乙醇挥发;乙的作用是
____________。
(3)反应进行一段时间后,试管a 中能收集到不同的有机物质,它们是__________;集气瓶中收集的气体主要成分是________。
铜网的作用是____________;
(4)实验室可用乙醇来制取乙烯,将生成的乙烯通入溴的四氯化碳溶液,反应后生成物的结构简式是______。
【答案】2Cu+O 2 2CuO CH 3CH 2OH+CuO CH 3CHO+Cu+H 2O 冷却,便于乙醛的收集 乙醛、乙醇与水 氮气 催化剂 CH 2BrCH 2Br
【分析】
甲中鼓入空气,在水浴加热条件下,氧气和乙醇蒸气在铜催化下,加热发生氧化还原反应生成乙醛和水,在乙中冷却后可收集到乙醛,剩余的气体在集气瓶中收集,结合乙醇的催化氧化的原理分析解答。
【详解】
(1)乙醇的催化氧化反应过程为:金属铜被氧气氧化为氧化铜,2Cu+O22CuO,氧化铜将乙醇再氧化为乙醛,CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O,因此实验过程中铜网交替出现红色和黑色,故答案为:2Cu+O22CuO、CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O;(2)甲和乙两个水浴作用不相同,甲是热水浴,是产生平稳的乙醇蒸气,乙是冷水浴,目的是将乙醛冷却下来收集,故答案为:冷却,便于乙醛的收集;
(3)乙醇被氧化为乙醛,同时生成水,反应中乙醇不能完全反应,故a中冷却收集的物质有乙醛、乙醇与水;空气中氧气反应,集气瓶中收集的气体主要是氮气,铜网是催化剂,故答案为:乙醛、乙醇与水;氮气;催化剂;
(4)将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,即反应为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,故答案为:CH2BrCH2Br。
12.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在图甲的圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,加热回流一段时间,然后换成图乙装置进行蒸馏,得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。
请回答下列问题:
(1)图甲中冷凝水从________(a或b)进,图乙中B装置的名称为________;
(2)反应中加入过量的乙醇,目的是________;
(3)现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物,下列框图是分离操作步骤流程图:
则试剂a是________,分离方法I是________,试剂b是________;
A.稀HCl B.稀H2SO4 C.稀HNO3
(4)甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯得到乙酸乙酯,在未用指示剂的情况下,他们都是先加NaOH溶液中和酯中过量的酸,然后用蒸馏法将酯分离出来.甲、乙两人蒸馏产物结果如下:甲得到了显酸性的酯的混合物,乙得到了大量
水溶性的物质。
丙同学分析了上述实验目标产物后认为上述实验没有成功;试解答下列问题:
①甲实验失败的原因是________;
②乙实验失败的原因是________。
【答案】b 尾接管提高乙酸的转化率饱和Na2CO3溶液分液 B 所加NaOH溶液不足未将酸完全反应所加NaOH溶液过量,酯发生水解
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为了达到更好的冷凝效果,冷凝器进水为下口进上口出,B装置的名称是尾接管;(2)为了提高乙酸的转化率,实验时加入过量的乙醇;
(3)乙酸乙酯是不溶于水的物质,乙醇和水互溶,乙酸和碳酸钠反应,加入饱和碳酸钠溶液,实现酯与乙酸和乙醇的分离,分离油层和水层采用分液的方法即可。
对水层中的乙酸钠和乙醇进一步分离时应采取蒸馏操作分离出乙醇,然后水层中的乙酸钠,根据强酸制弱酸,要用硫酸反应得到乙酸,再蒸馏得到乙酸,故选B;
(4)①甲得到显酸性的酯的混合物,酸有剩余,说明是所加NaOH溶液不足未将酸完全反应;
②乙得到大量水溶性物质,说明没有酯,是因为所加NaOH溶液过量,酯发生水解。
13.实验室用少量的溴和足量的乙醇制备1,2一二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
乙醇 1.2二溴乙烷乙醚
状态无色液体无色液体无色液体
密度/g/cm﹣30.79 2.20.71
沸点/℃78.513234.6
熔点/℃﹣1309﹣116
请按要求回答下列问题:
(1)写出A装置中的化学反应方程式_____;。